JP6314403B2 - 導電性メッシュシートの製造方法及びフォトマスク - Google Patents

Description

本発明は、透明基材と当該透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートの製造方法、および導電性メッシュの製造方法に用いられるフォトマスクに関する。

従来、透明基材と当該透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートが、広く種々の分野にて使用されてきた。このような導電性メッシュシートの広く知られた用途として、特許文献１及び２に開示された電磁波遮蔽材（電磁波遮蔽シート）、タッチパネルセンサ、発熱体を例示することができる。このような用途において、導電性メッシュは、透明基材上で開口領域を画成するメッシュパターンを形成し、その材料特性、例えば導電性や熱伝導性に起因した種々の機能あるいは高い視認性機能を発揮することを期待されている。

このような導電性メッシュは、開口領域を画成する接続要素と、接続要素間の分岐点とを有するものがあり、近年導電性メッシュとして微細化されたものが求められている。

特開２００４−１９２０９３号公報 特開２００６−３４４１６３号公報

上述のように導電性メッシュの形状は、近年微細化したものが求められているが、この場合接続要素間の分岐点も微細化が求められている。

一般に導電性メッシュは導電性金属膜上にレジストパターンを形成し、レジストパターンを介してエッチング液を用いてエッチングを施すことにより形成されるが、接続要素間の分岐点を形成するため、レジストパターンはこの分岐点に対応した部分を含む必要がある。

ところで、レジストパターンを介してエッチング液を用いてエッチングする場合、エッチング液はレジストパターンの下方において水平方向にも進行して金属膜をエッチングするため、レジストパターンの線幅は一般に導電性メッシュの接続要素の線幅より大きくしている。また、このようにレジストパターンの線幅を大きくした場合、接続要素間の分岐点が拡大してしまい、外方からみた場合、導電性メッシュシートの視認性が劣化してしまうという問題がある。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、接続要素と、接続要素間の分岐点とを有するとともに、微細形状をもつ導電性メッシュを有し、優れた視認性をもつ導電性メッシュシートを精度良く作製することができる導電性メッシュシートの製造方法および導電性メッシュシートの製造方法に用いるフォトマスクを提供することを目的とする。

本発明は、透明基材と、透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートの製造方法において、透明基材を準備する工程と、透明基材上に導電性金属膜を形成する工程と、導電性金属膜上にレジストパターンを設ける工程と、レジストパターン上からエッチング液を用いて、導電性金属膜をエッチングすることにより、接続要素と接続要素間の分岐点とを有する導電性メッシュを形成する工程とを備え、レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分を有するとともに、分岐点に対応する部分に帯状隙間が形成されていることを特徴とする導電性メッシュシートの製造方法である。

本発明は、レジストパターンに少なくとも一対の帯状隙間が形成され、各帯状隙間は分岐点に対応する部分で交差することを特徴とする導電性メッシュシートの製造方法である。

本発明は、レジストパターンに形成された帯状隙間は、レジストパターンを貫通して延びることを特徴とする導電性メッシュの製造方法である。

本発明は、透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の分岐点とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分を有するとともに、分岐点に対応する部分に帯状隙間が形成され、フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分に対応する開口が形成されたマスク部分を有することを特徴とするフォトマスクである。

本発明は、透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の分岐点とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分を有するとともに、分岐点に対応する部分に帯状隙間が形成され、フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分に対応する形状をもつマスク部分を有することを特徴とするフォトマスクである。

本発明は、レジストパターンに少なくとも一対の帯状隙間が形成され、各帯状隙間は分岐点に対応する部分で交差することを特徴とするフォトマスクである。

本発明は、レジストパターンに形成された帯状隙間は、レジストパターンを貫通して延びることを特徴とするフォトマスクである。

以上のように本発明によれば、微細形状をもつ導電性メッシュを有し、視認性に優れた導電性メッシュシートを精度良く作製することができる。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、導電性メッシュシートの製造方法を示す平面図であり、図１（ｂ）は本発明の変形例を示す平面図。 図２（ａ）〜（ｆ）は、導電性メッシュシートの製造方法を示す断面図。 図３は、導電性メッシュシートを示す斜視図。 図４（ａ）（ｂ）は、フォトマスクを示す図。 図５（ａ）（ｂ）は、フォトマスクの変形例を示す図。 図６は導電性メッシュシートの比較例としての製造方法を示す図。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する写真以外の図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

なお、本明細書において、「シート」、「板」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「シート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態においては、導電性フィルムシートのシート面、導電性フィルムシートに含まれる透明基材のシート面は、互いに平行となっている。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

＜＜＜導電性メッシュシート＞＞＞
図３に示すように、導電性メッシュシート１０は、透明基材２０と、透明基材２０上に設けられた導電性メッシュ１５と、を有している。

このような導電性メッシュシート１０を導電性メッシュ１５の側から観察した場合、導電性メッシュ１５は、その構成材料に依存した金属色で観察される。

以下、導電性メッシュシート１０の構成要素である透明基材２０及び導電性メッシュ１５について順に説明していく。

なお、本件明細書において、「透明」とは、可視光透過率が（数値）％以上あることを意味している。また、本明細書で言及する可視光透過率は、測定対象となる部位をなすようになる材料を東洋紡績製ＰＥＴフィルム（品番:コスモシャインＡ４３００、厚さ１００μｍ)の上に膜厚１μｍで成膜し、分光光度計（（株）島津製作所製「ＵＶ−３１００ＰＣ」、ＪＩＳＫ０１１５準拠品）を用いて測定波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。

＜＜透明基材＞＞
透明基材２０としては、既知の透明基材を適宜選択して用いることができ、特に限定されない。透明基材２０に用いられる材料としては、例えば、透明樹脂や透明無機材料を例示することができる。透明樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマ一等を挙げることができる。一方、透明無機材料としては、例えばソーダ硝子、カリ硝子、鉛ガラス等の硝子、ＰＬＺＴ等のセラミックス、石英、蛍石等を例示することができる。

透明基材２０の厚みは、導電性メッシュシート１０の用途に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、通常２０〜５０００μｍであり、透明基材２０は、ロールの形で供給されるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもののいずれであってもよい。

透明基材２０の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有していてもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。

＜＜導電性メッシュ＞＞
次に、導電性メッシュ１５について説明する。導電性メッシュ１５は、透明基材２０上に設けられている。図３に示す例において、導電性メッシュ１５は、透明基材２０上にパターニングされている。とりわけ、図３に示す例において、導電性メッシュ１５は、透明基材２０上において、開口領域１５ｃを画成するメッシュパターンを形成している。すなわち、導電性メッシュ１５は、分岐点１５ｄから延び出す多数の接続要素１５ａによって形成されている。そして、各開口領域１５ｃは、三以上の接続要素１５ａで取り囲まれることによって、画成されている。なお、図３に示す例において、導電性メッシュ１５は、正方配列となるメッシュパターンを形成している。また接続要素１５ａは互いに交差し、この交点に上述した分岐点１５ｄが位置している。

ただし、金属層１５によってなされるパターンは、図２に示された例に限定されることはなく、積層材１０の用途に応じて適宜設定される。例えば、金属層１５が、不規則なメッシュパターンを形成するようにしてもよいし、或いは、メッシュ以外のパターンを形成するようにしてもよいし、或いは、ベタで設けられる、すなわち隙間無く面状の領域に設けられるようにしてもよい。

なお、接続要素１５ａの幅をｗとした場合、ｗは後述のように極めて小さな値となっており、このことにより微細構造の導電性メッシュ１５を形成することができる（図１（ａ）（ｂ）参照）。

このような導電性メッシュ１５は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の気相法（ドライプロセス）を用いて、導電性メッシュ１５となる金属材料１５Ａを、透明基材２０上に付着させることにより形成され得る。

導電性メッシュ１５の成膜厚は、（数値）５０ｎｍ以上（数値）４０００ｎｍ以下とすることができる。

導電性メッシュ１５をなすようになる金属材料として、例えば、金、銀、銅、白金、アルミニウム、クロム、モリブデン、ニッケル、チタン、パラジウム、インジウム、及び、これらの合金の一以上を用いることができる。

＜＜導電性メッシュシートの製造方法＞＞
次に導電性メッシュシートの製造方法について図１（ａ）および図２（ａ）〜（ｇ）により述べる。

この場合、導電性メッシュ１５のパターニングは、フォトリソグラフィ技術を用いて、次のように実施され得る。まず、図２（ａ）に示すように、透明基材２０を準備する。

次に、導電性メッシュ１５となる導電性の金属膜１５Ａを、透明基材２０上に形成する。金属膜１５Ａの成膜は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の気相法(ドライプロセス)等の種々の方法を採用することができる。とりわけ真空蒸着法によれば、後述するように導電性メッシュシート１０をタッチパネルセンサや電磁波遮蔽材としての用いた場合に好適な厚みの金属膜１５Ａを、比較的に短時間で安価に製造することができる。また、別の方法として、スパッタリングと他の方法、例えばスパッタリングと電界めっきとを含む複数工程にて、金属膜１５Ａを成膜することも有効である。スパッタリングによれば、密着性に優れた下地層を形成することができ、且つ、その後の電界メッキによって、金属膜１５Ａの厚みを比較的迅速に所望の厚みまで増加させることができる。

その後、フォトリソグラフィ技術を用いて、透明基材２０上の金属膜１５Ａを所望のパターンにてパターニングする。具体的には、まず、金属膜１５Ａ上にレジスト膜３０Ａを設ける。レジスト膜の成膜は、例えば、ドライフィルムレジストの積層により行うことができる。

次に、図２（ｂ）に示すように、レジスト膜３０Ａ上方にフォトマスク３５を配置した状態にて、レジスト膜３０Ａをパターン露光する。その後、図２（ｃ）に示すように、露光されたレジスト膜３０Ａを現像することにより、レジスト膜３０Ａをパターニングしてなるレジストパターン３０が金属膜１５Ａ上に得られる。

ところで、金属膜１５Ａ上に形成されたレジストパターン３０は、導電性メッシュの１５の接続要素１５ａに対応する接続要素部分３０ａを有するとともに、レジストパターン３０のうち分岐点１５ｄに対応する部分に一対の帯状隙間３０ｂが形成されている（図１（ａ）参照）。

図１（ａ）に示すように、レジストパターン３０に形成された一対の帯状隙間３０ｂは分岐点１５ｄに対応する部分において交差し、各帯状隙間３０ｂはレジストパターン３０を貫通して延びている。

後述するエッチング工程においてエッチング液はレジストパターン３０の下方から更に水平方向に進んで金属膜１５Ａをエッチングするため、レジストパターン３０の接続要素部分３０ａは平面視において接続要素１５ａよりわずかに大きくなっている。またレジストパターン３０の一対の帯状隙間３０ｂは、分岐点１５ｄ上で互いに交差している。

また金属膜１５Ａ上にレジストパターン３０を形成するためのフォトマスク３５は、ネガ型のレジスト膜３０Ａを用いる場合、レジストパターン３０の接続要素部分３０ａに対応する開口３５Ａを有するマスク部分３５Ｃからなっている（図４（ａ）参照）。図４（ａ）において、マスク部分３５Ｃには帯状隙間３０ｂに対応する形状３５Ｂが形成されている。

但し、ポジ型のレジスト膜３０Ａを用いる場合、フォトマスク３５Ａはレジストパターン３０の接続要素部分３０ａに対応する形状３５Ｄをもつマスク部分３５Ｃからなっている（図５（ａ）参照）。図５（ａ）において、マスク３５は、帯状隙間３０ｂに対応する開口３５Ｅを有する。

次に、図２（ｄ）〜（ｆ）に示すように、パターニングされたレジストパターン３０をマスクとして、金属膜１５Ａをエッチング液によりエッチングする。これにより、金属膜１５Ａから導電性メッシュ１５が形成される。このようにして、透明基材２０上に、導電性メッシュ１５が、所望のパターンで形成される。その後、導電性メッシュ１５上のレジストパターン３０を除去することによって、導電性メッシュシート１０が得られる。

次に金属膜１５Ａに対するエッチング工程について、図１（ａ）および図２（ａ）〜（ｇ）を用いてより詳細に説明する。

上述のようにエッチング工程において、エッチング液はレジストパターン３０の下方から更に水平方向に進んで金属膜１５Ａをエッチングする。このためレジストパターン３０の接続要素部分３０ａは接続要素１５ａよりわずかに大きくなっており、かつレジストパターン３０のうち分岐点１５ｄに対応する部分に一対の帯状隙間３０ｂが形成されている。

また、本実施の形態によれば、導電性メッシュ１５は微細形状をもつため、導電性メッシュ１５の接続要素１５ａの線幅をｗとした場合、
３μｍ ≦ｗ≦ ３０μｍ
となっている。

エッチング工程において、まず金属膜１５Ａ上に接続要素部分３０ａを有しかつ分岐点１５ｄに対応する部分に一対の帯状隙間３０ｂが形成されたレジストパターン３０を設ける（図１（ａ）および図２（ｃ））。

この状態でレジストパターン３０をマスクとしてエッチング液Ｅにより金属膜１５Ａをエッチングする（図１（ａ）および図２（ｄ））。このとき、エッチング液Ｅはレジストパターン３０の開口部分３０ｃから露出する金属膜１５Ａに達し、この金属膜１５Ａをエッチングする。

次にエッチング液Ｅは開口部分３０ｃからレジストパターン３０の下方を経て更に水平方向に進んで、レジストパターン３０の下方の金属膜１５Ａをエッチングする（図１（ａ）および図２（ｅ））。

その後エッチング液Ｅはレジストパターン３０の接続要素部分３０ａの下方に達し、金属膜１５Ａをエッチングすることにより、導電性メッシュ１５の接続要素１５ａを形成する。同時にエッチング液Ｅはレジストパターン３０の開口部分３０ｃから帯状隙間３０ｂを通って、金属膜１５Ａの分岐点１５ｂ側へ進んで金属膜１５Ａをエッチングする。このことによりエッチング液Ｅによって、導電性メッシュ１５の分岐点１５ｄを形成する。（図１（ａ）および図２（ｆ））。

このようにして導電性メッシュ１５を形成した後、導電性メッシュ１５上からレジストパターン３０が除去される。

上述のようにレジストパターン３０の接続要素部分３０ａによって導電性メッシュ１５の接続要素１５ａが形成され、またエッチング液Ｅがレジストパターン３０の開口部分３０ｃから帯状隙間３０ｂを通って金属膜１５Ａをエッチングすることにより、導電性メッシュ１５の分岐点１５ｄを形成する。また導電性メッシュ１５が微細構造を有する場合、この微細構造をもつ導電性メッシュ１５に対応して微細構造をもつレジストパターン３０を形成する必要があるが、レジストパターン３０は露光時の解像限界によりその形状の微細化には限度がある。とりわけ導電性メッシュ１５の接続要素１５ａの線幅ｗを小さくして、分岐点１５ｄの形状を微細化した場合、これに合わせてレジストパターン３０のうち分岐点１５ｄに対応する部分３０ｅを残すことも考えられる（図６参照）。

ここで導電性メッシュシートの比較例としての製造方法を図６に示す。

図６に示すように、レジストパターン３０に導電性メッシュ１５の分岐点１５ｄに対応する微細な部分３０ｅを残した場合、エッチング液Ｅはレジストパターン３０の開口部分３０ｃから分岐点１５ｄ側へすることはむずかしく、その結果分岐点１５ｄの形状が拡大してしまう。

このように導電性メッシュ１５の分岐点１５ｄの形状が拡大してしまうと、導電性メッシュシート１０を外方から観察した場合、この分岐点１５ｄが目出つことになり、結局導電性メッシュシート１０の透明性および視認性に問題が生じる。

これに対して本実施の形態によれば、微細構造をもつ接続要素１５ａおよび分岐点１５ｄをエッチングにより形成する場合、レジストパターン３０の接続要素部分３０ａにより接続要素１５ａを形成することができる。同時にエッチング液Ｅをレジストパターン３０の開口部分３０ｃから帯状隙間３０ｂを通して分岐点１５ｄ側へ進行させる。このことによりエッチング液Ｅにより金属膜１５Ａをエッチングして、微細構造をもち小さな面積の分岐点１５ｄを確実に形成することができる。

この場合、接続要素１５ａが正方配列で配置されていると、接続要素１５ａの線幅ｗに対応する一辺を有する正方形状の分岐点１５ｄを形成することができる。

次にレジストパターン３０の変形例について説明する。上記実施の形態において、レジストパターン３０に一対の帯状隙間３０ｂを形成した例を示したが（図１（ａ）参照）、これに限らず金属膜１５Ａ上に形成されたレジストパターン３０として、図１（ｂ）に示すように、導電性メッシュ１５の接続要素１５ａに対応する接続要素部分３０ａを有するとともに、レジストパターン３０のうち分岐点１５ｄに対応する部分に一本の帯状隙間３０ｂが形成されているレジストパターン３０を用いてもよい。

図１（ｂ）に示すように、レジストパターン３０に形成された一本の帯状隙間３０ｂは分岐点１５ｄに対応する部分を通り、この帯状隙間３０ｂはレジストパターン３０を貫通して延びている。

後述するエッチング工程においてエッチング液はレジストパターン３０の下方から更に水平方向に進んで金属膜１５Ａをエッチングするため、レジストパターン３０の接続要素部分３０ａは平面視において接続要素１５ａよりわずかに大きくなっている。またレジストパターン３０の一本の帯状隙間３０ｂは、分岐点１５ｄ上を通る。

次にレジストパターン３０を形成するためのフォトマスク３５について説明する。

金属膜１５Ａ上にレジストパターン３０を形成するためのフォトマスク３５は、ネガ型のレジスト膜３０Ａを用いる場合、レジストパターン３０の接続要素部分３０ａに対応する開口３５Ａを有するマスク部分３５Ｃからなっている（図４（ｂ）参照）。図４（ｂ）において、マスク部分３５Ｃには帯状隙間３０ｂに対応する形状３５Ｂが形成されている。

但し、ポジ型のレジスト膜３０Ａを用いる場合、フォトマスク３５はレジストパターン３０の接続要素部分３０ａに対応する形状３５Ｄをもつマスク部分３５Ｃからなっている（図５（ｂ）参照）。図５（ｂ）において、マスク３５は、帯状隙間３０ｂに対応する開口３５Ｅを有する。

図１（ｂ）において、微細構造をもつ接続要素１５ａおよび分岐点１５ｄをエッチング液Ｅを用いてエッチングにより形成する場合、エッチング液Ｅは開口部分３０ｃからレジストパターン３０の接続要素部分３０ａの下方に通して金属膜１５Ａをエッチングし、このことにより接続要素１５ａを形成することができる。同時にエッチング液Ｅをレジストパターン３０の開口部分３０ｃから一本の帯状隙間３０ｂを通して分岐点１５ｄ側へ進行させる。このことによりエッチング液Ｅにより金属膜１５Ａをエッチングして、微細構造をもち小さな面積の分岐点１５ｄを確実に形成することができる。

この場合、とりわけ帯状隙間３０ｂが延びる方向（図１（ｂ）の上下方向）に沿って分岐点１５ｄの形状を小さく抑えることができる。

１０ 導電性メッシュシート
１５ 導電性メッシュ
１５ａ 接続要素
１５ｃ 開口領域
１５ｄ 分岐点
２０ 透明基材
３０ レジストパターン
３０ａ 接続要素部分
３０ｂ 帯状隙間
３０ｃ 開口部分
３０Ａ レジスト膜
３５ フォトマスク
３５Ａ 開口
３５Ｂ 形状
３５Ｃ マスク部分

Claims (3)

1. 透明基材と、透明基材上に設けられた導電性メッシュとを含む導電性メッシュシートの製造方法において、
   透明基材を準備する工程と、
   透明基材上に導電性金属膜を形成する工程と、
   導電性金属膜上にレジストパターンを設ける工程と、
   レジストパターン上からエッチング液を用いて、導電性金属膜をエッチングすることにより、接続要素と接続要素間の分岐点とを有する導電性メッシュを形成する工程とを備え、
   レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分を有するとともに、分岐点に対応する部分に帯状隙間が形成され、
   レジストパターンに少なくとも一対の帯状隙間が形成され、各帯状隙間は分岐点に対応する部分で交差し、
   レジストパターンに形成された各帯状隙間は、レジストパターンを貫通して延びて平面視で十字状を形成することを特徴とする導電性メッシュシートの製造方法。
2. 透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の分岐点とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、
   レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分を有するとともに、分岐点に対応する部分に帯状隙間が形成され、
   レジストパターンに少なくとも一対の帯状隙間が形成され、各帯状隙間は分岐点に対応する部分で交差し、
   レジストパターンに形成された各帯状隙間は、レジストパターンを貫通して延びて平面視で十字状を形成し、
   フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分に対応する開口が形成されたマスク部分を有することを特徴とするフォトマスク。
3. 透明基材上の導電性金属膜に対してレジストパターンを介してエッチングを施すことにより、接続要素と接続要素間の分岐点とを有する導電性メッシュを形成する際用いられるレジストパターン作製用フォトマスクにおいて、
   レジストパターンは接続要素に対応する接続要素部分を有するとともに、分岐点に対応する部分に帯状隙間が形成され、
   レジストパターンに少なくとも一対の帯状隙間が形成され、各帯状隙間は分岐点に対応する部分で交差し、
   レジストパターンに形成された各帯状隙間は、レジストパターンを貫通して延びて平面視で十字状を形成し、
   フォトマスクはレジストパターンの接続要素部分に対応する形状をもつマスク部分を有することを特徴とするフォトマスク。

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